水下履带智能机器人图像采集单元的制作方法

本发明涉及一种水下履带智能机器人图像采集单元。

背景技术：

随着人类海洋开发的步伐不断加快，水下机器人技术作为人类探索海洋最重要的手段得到了空前的重视和发展。占地球表面积71％的海洋是人类赖以生存和发展的战略空间，是能源、生物资源和金属资源的战略性开发基地，不但是目前最现实的，而且是最具发展潜力的空间。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水下履带智能机器人图像采集单元。

本发明包含：图像采集模块、采集模块控制模块、控制信号放大模块、数据处理模块、光纤模块；

所述采集模块控制模块与图像采集模块连接，以控制图像采集模块的旋转；

所述图像采集模块与数据处理模块连接，所述数据处理模块与控制信号放大模块连接，控制信号放大模块与采集模块控制模块连接；

所述数据处理模块通过以太网与光纤模块连接，光纤模块通过光纤与上位机连接；

图像采集模块将采集到的数据发送给数据处理模块进行图像的编码，将数据转化成以太网协议后发送给光纤模块转化成光纤协议，将图像信号传送到上位机；

同时光纤模块将上位机发送过来用于控制的图像采集模块旋转的指令转化成以太网协议后传递给数据处理模块，数据处理模块根据指令发出控制指令，经过控制信号放大模块将控制信号放大后驱动采集模块控制模块的电机控制图像采集模块的旋转。

优选地，图像采集模块采集到的图像数据通过数字视频接口(dvp)传输给数据处理模块。

优选地，进一步包含变压整流模块，其包含hlk-pm01，将单相220v转换成dc5v；同时还包含ndr-240-24，将单相220v转换成dc24v；

变压整流模块转换的dc5v电压输入给数据处理模块、控制信号放大模块、图像采集模块，变压整流模块转换的dc24v电压输入给采集模块控制模块、光纤模块。

优选地，图像采集模块使用60帧720p图像传感器模块；

采集模块控制模块使用xd-37gb555直流电机驱动摄像头旋转，使得图像采集模块具有180°球形视野。

优选地，图像采集模块使用ov5640摄像头，数据处理模块使用stm32f779，控制信号放大模块使用irf640提高摄像头旋转信号的驱动能力。

优选地，光纤模块使用华为sfp-ge-t将以太网协议转化成光纤通讯协议。

优选地，所述图像采集模块、采集模块控制模块、控制信号放大模块、数据处理模块、光纤模块均都设置在一个防水外壳的内部；

其中，图像采集模块、采集模块控制模块设置在靠近防水外壳处，且此处的防水外壳使用透光防水外壳。

本发明除光纤模块外，其他各模块采用常规嵌入式芯片、晶体管、继电器等电子元器件实现功能，不使用远程控制器(rtu)与可编程控制器(plc)等设备，结构简单，而且通过防水外壳，使设备具备了在水下工作的能力。

附图说明

图1为本发明水下履带智能机器人图像采集单元的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本发明的范围。

如附图1所示，本发明包含：图像采集模块、采集模块控制模块、控制信号放大模块、数据处理模块、光纤模块，且这些模块均都设置在一个防水外壳的内部。其中，图像采集模块、采集模块控制模块设置在靠近防水外壳处，且此处的防水外壳使用透光防水外壳。本发明还包含变压整流模块，其使用hlk-pm01，将单相220v转换成dc5v；同时还使用ndr-240-24，将单相220v转换成dc24v；变压整流模块转换的dc5v电压输入给数据处理模块、控制信号放大模块、图像采集模块，变压整流模块转换的dc24v电压输入给采集模块控制模块、光纤模块。

所述采集模块控制模块与图像采集模块连接，以控制图像采集模块的旋转；图像采集模块采集到的图像数据通过数字视频接口(dvp)传输给数据处理模块，所述数据处理模块与控制信号放大模块连接，控制信号放大模块与采集模块控制模块连接，所述数据处理模块通过以太网与光纤模块连接，光纤模块与上位机连接。

其中，数据处理模块使用stm32f779，控制信号放大模块使用irf640提高摄像头旋转信号的驱动能力；图像采集模块使用60帧720p图像传感器的ov5640摄像头；采集模块控制模块使用xd-37gb555直流电机驱动摄像头旋转，使得图像采集模块具有180°球形视野；光纤模块使用华为sfp-ge-t将以太网协议转化成光纤通讯协议。

本发明的工作原理是：图像采集模块将采集到的数据发送给数据处理模块进行图像的编码，将数据转化成以太网协议后发送给光纤模块转化成光纤协议，将图像信号传送到上位机；同时光纤模块将上位机发送过来用于控制的图像采集模块旋转的指令转化成以太网协议后传递给数据处理模块，数据处理模块根据指令发出控制指令，经过控制信号放大模块将控制信号放大后驱动采集模块控制模块的电机控制图像采集模块的旋转。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求。

技术特征：

技术总结
本发明是一种水下履带智能机器人图像采集单元，包含：图像采集模块、采集模块控制模块、控制信号放大模块、数据处理模块、光纤模块；图像采集模块将采集到的数据发送给数据处理模块进行图像的编码，将数据转化成以太网协议后发送给光纤模块转化成光纤协议，将图像信号传送到上位机；同时光纤模块将上位机发送过来用于控制的图像采集模块旋转的指令转化成以太网协议后传递给数据处理模块，数据处理模块根据指令发出控制指令，经过控制信号放大模块将控制信号放大后驱动采集模块控制模块的电机控制图像采集模块的旋转。

技术研发人员：黄河;生祥
受保护的技术使用者：美钻深海能源科技研发（上海）有限公司;美钻能源科技（上海）有限公司
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.02.01